PJSIP客户端开发实战指南：构建个性化SIP客户端之道

 参考资源链接：[PJSIP开发完全指南：从入门到精通](https://wenku.csdn.net/doc/757rb2g03y?spm=1055.2635.3001.10343) # 1. PJSIP客户端开发基础 在这一章节中，我们将搭建起关于PJSIP客户端开发的坚实基础。PJSIP，作为一个开源的SIP库，使得开发者能够更加容易地构建起语音、视频以及即时消息通信应用。首先，我们会介绍PJSIP的基本概念，解释它如何融入到现代的通信应用中，并概述其客户端开发的基本流程。然后，本章会带您了解PJSIP框架的核心组件以及它们如何协同工作来完成SIP呼叫的初始化、管理和结束。读者将学会如何使用PJSIP提供的API来发起和接收呼叫，以及如何处理呼叫过程中的各种事件。这些基础知识是深入理解后续章节中更加复杂通信场景和高级功能实现的前提。 ## 1.1 PJSIP简介 PJSIP是一个用C语言编写的开源库，它实现了SIP协议栈，并提供了额外的功能来支持高级通信服务，如音视频通话和即时消息传递。PJSIP广泛应用于IP电话、视频会议系统、即时通讯应用等，以其性能高效、稳定可靠著称。开发者可以利用PJSIP的API来构建兼容SIP标准的通信客户端和服务器，从而实现跨越不同网络、设备和平台的通信解决方案。 ## 1.2 PJSIP客户端的构成 PJSIP客户端主要由几个核心组件构成： - **SIP消息处理器**: 负责解析、生成和管理SIP协议消息。 - **媒体处理单元**: 负责处理音视频数据流，包括编解码器的选择与管理。 - **网络通讯模块**: 负责底层网络连接的管理，如TCP/UDP套接字的创建和维护。 - **事件循环和调度器**: 负责时间管理和事件通知，确保客户端能及时响应各种外部事件。 理解这些组件如何一起工作是开发一个功能完整的PJSIP客户端的关键。开发者需要对每个组件的工作原理和使用方法有清晰的认识。 # 2. PJSIP协议理论与实践 ## 2.1 SIP协议基础 ### 2.1.1 SIP协议简介 SIP（Session Initiation Protocol）是一个应用层的信令协议，用于创建、修改和终止多媒体会话，如语音和视频通话。SIP协议是IETF定义的RFC 3261标准之一，并广泛应用于VoIP（Voice over IP）和即时通讯应用中。与其他协议如H.323相比，SIP具有更好的扩展性和灵活性，支持多种类型的网络环境，包括IPv4和IPv6，并支持对等（P2P）通信模型。 SIP作为信令协议，它本身并不负责承载媒体流，而是专注于会话建立、会话修改和会话终止的控制。SIP的设计借鉴了HTTP和SMTP协议，采用文本编码，易于阅读和调试，且具备了足够的扩展性来支持新的服务和功能。 ### 2.1.2 SIP消息结构和工作原理 SIP消息由请求（Request）和响应（Response）组成，每条消息都是一个独立的HTTP-like格式的文本消息。请求消息包含方法（Method）、请求URI、SIP版本号、消息头（Headers）和可选的消息体（Body）。响应消息包括状态行、消息头和消息体。 SIP的呼叫流程可以分为以下几个基本步骤： 1. 用户代理（User Agent）发送INVITE请求开始会话。 2. 被邀请的用户代理接收到INVITE请求后，返回相应的响应消息。 3. 发起者收到响应后，会发送ACK消息以确认会话。 4. 会话双方可以开始交换媒体流，此时SIP协议主要负责对会话状态的监控和管理。 5. 任何一方发起BYE请求终止会话，双方释放资源。 整个流程可以视为一个有限状态机，涉及到的SIP消息类型和状态转换非常丰富，如100 Trying、180 Ringing、200 OK等状态码，分别对应了会话的不同阶段。 ## 2.2 PJSIP库的安装与配置 ### 2.2.1 下载与安装PJSIP库 PJSIP是一个开源的跨平台SIP库，用于实现SIP协议栈的客户端和服务器功能。安装PJSIP的第一步是获取源代码。PJSIP的源代码托管在GitHub上，可以通过Git命令行工具下载： ```bash git clone https://github.com/pjsip/pjproject.git ``` 安装前请确认系统中已经安装了编译所需的依赖环境。在Linux系统中，通常需要安装包括但不限于gcc、make、g++、autoconf等编译工具。此外，PJSIP依赖于一些其他的开源库，比如OpenSSL、opus、speex等，确保这些库已经安装。 编译安装PJSIP可以使用提供的配置脚本： ```bash cd pjproject ./configure make dep && make sudo make install ``` ### 2.2.2 PJSIP开发环境配置 配置开发环境是使用PJSIP库开发应用程序前的重要一步。以Windows为例，为了便于开发，建议在开发机上安装Visual Studio。下载并安装后，使用CMake或Visual Studio来配置PJSIP的项目文件。 1. **使用CMake配置PJSIP项目：** 首先需要安装CMake。然后创建一个新的目录，并将下载的PJSIP源代码复制到此目录中。在命令行界面运行CMake，指定PJSIP源代码路径和生成的项目文件路径。 ```bash mkdir build cd build cmake -G "Visual Studio 16 2019" -A x64 ../pjproject/ ``` 2. **在Visual Studio中打开项目：** 运行CMake后，会生成Visual Studio的项目文件。在Visual Studio中，打开生成的`pjproject.sln`解决方案文件。此时，可以配置项目设置，如指定OpenSSL等库的路径，并进行编译。 ```bash cd pjproject cmake --build . --target pjlib愕染 ``` 3. **配置SIP消息测试环境：** 安装完成并验证PJSIP库正确无误后，就可以在自己的应用程序中链接PJSIP库，并开始编写SIP相关的代码。为了测试SIP消息的收发，可以在代码中调用相应的PJSIP API函数进行SIP呼叫流程的模拟。 4. **验证安装：** 安装配置完成后，开发者可以通过编写简单的SIP呼叫程序测试PJSIP是否工作正常。根据实际情况，可能需要在代码中进行一些额外的网络配置或权限设置，以保证SIP消息能够正常发送和接收。 ## 2.3 PJSIP的SIP呼叫流程 ### 2.3.1 发起SIP呼叫的基本步骤 发起SIP呼叫的基本步骤可以分解为以下几个关键阶段： 1. **初始化：** 创建一个`pjlib`实例，初始化PJSIP栈。 2. **创建SIP账户：** 配置SIP账户的相关参数，包括用户名、密码、SIP服务器地址等。 3. **注册到SIP服务器：** 发送 REGISTER 请求到SIP服务器，完成用户注册。 4. **创建呼叫会话：** 创建一个呼叫会话实例，通常是一个`pjsua_acc`对象。 5. **发起呼叫：** 通过呼叫会话对象发起呼叫请求，向目标用户发送 INVITE 消息。 6. **接收呼叫：** 如果对方接收呼叫，将接收到一个 200 OK 响应。然后发送 ACK 确认呼叫。 7. **会话管理：** 交换媒体信息，开始通话。通话过程中，通过订阅和处理相应的事件消息来管理会话状态。 8. **结束呼叫：** 通话结束后发送 BYE 请求，等待 200 OK 确认后，会话结束。 ### 2.3.2 SIP呼叫过程中的状态管理和事件处理 PJSIP定义了一系列事件处理回调，用于处理SIP呼叫过程中的各种事件。在呼叫过程中，客户端和服务器都需要处理各种SIP消息和网络事件。这需要在创建SIP呼叫会话时，指定相关的事件处理回调函数。 ```cpp struct my_call_cb { void on_digits(const std::string& digits) override { // 处理DTMF事件 } void on_stream_state(pjmedia_type type, pjmedia_stream_op op) override { // 处理流媒体状态变化 } // 其他回调函数... }; // 创建呼叫会话 pjsua_acc_config cfg; cfg.cb = &call_cb; // 设置事件处理回调 // 配置其他参数... pjsua_acc_create(&cfg); ``` SIP呼叫过程中的关键状态包括： - **Trying:** 发起INVITE请求后，等待被呼叫方的响应。 - **Ringing:** 被呼叫方收到INVITE请求后，正在响铃，等待用户接听。 - **Early:** 呼叫被接受，但是会话尚未建立完成，正在协商媒体参数。 - **Confirmed:** 会话建立完成，可以开始交换媒体数据。 - **Completed:** 呼叫已经成功结束。 - **Terminated:** 呼叫已经失败或被中断。 开发者需要在回调函数中处理这些状态变化，根据不同的状态进行相应的处理，例如处理呼叫失败时尝试重连，或者在通话中处理DTMF按键事件等。 通过在回调函数中妥善处理这些状态和事件，可以确保SIP呼叫能够稳定可靠地进行。每一个状态转换都可能伴随着网络事件的发生，因此在实现中，必须仔细管理状态机，并在合适的时机触发相应的事件处理逻辑。 # 3. PJSIP客户端功能实现 ## 3.1 基本呼叫功能 在构建一个功能齐全的 SIP 客户端时，实现基本呼叫功能是一个重要的起点。这包括了从拨号、接收呼叫到通话中转接等操作。本小节将探讨实现呼叫功能的代码示例以及如何优化呼叫流程，以及处理常见的异常情况。 ### 实现呼叫功能的代码示例 PJSIP 库提供了丰富的 API 供开发者调用来实现 SIP 呼叫。下面是一个简单的示例代码，它展示了如何使用 PJSIP 创建一个 SIP 呼叫： ```cpp #include <pjsua2.hpp> // 初始化 SIP 运输层 pj_status_t initTransport(pjsua2::TransportConfig& cfg, pjsua2::TransportId* pTransId) { pj_str_t tmp; pj_cstr(&tmp, "0.0.0.0"); cfg.port = 5060; cfg.flag = PJ.TransportConfig_flags::PJ_TRANSPORTcfg_flag_TCP | PJ.TransportConfig_flags::PJ_TRANSPORTcfg_flag_UDP; return pjsua2::transportCreate(cfg, pTransId); } // 创建 SIP 呼叫 pj_status_t createCall(const pj_str_t& targetUri, pjsua2::CallId* pCallId) { pjsua2::CallConfig cfg; pj_str_t tmp; pj_cstr(&tmp, "<sip:peer-phone-number>"); cfg.uri = tmp; pjsua2::AccConfig accCfg; accCfg.regConfig.registrarUri = targetUri; return pjsua2::callCreate(cfg, &accCfg, pCallId); } int main() { // 初始化库环境 pjsua2::LibConfig lib_cfg; pj_status_t status = pjsua2::libInit(lib_cfg); if (status != PJ_SUCCESS) { fprintf(stderr, "Error initializing PJLIB: %d\n", status); return -1; } // 创建 SIP 运输层 pjsua2::TransportId transId; status = initTransport(pjsua2::TransportConfig(), &transId); if (status != PJ_SUCCESS) { fprintf(stderr, "Error initializing SIP transport: %d\n", status); return -1; } // 加载默认 SIP 账户配置并注册 pjsua2::AccountConfig acc_cfg; pjsua2::AccountConfig::SipConfig sip_cfg; sip_cfg.authCreds = pjsua2::AccSipConfig::AuthCredInfoVector(); acc_cfg.sipConfig = sip_cfg; pjsua2::AccountInfo acc_info; status = pjsua2::accountCreate(acc_cfg, &acc_info); if (status != PJ_SUCCESS) { fprintf(stderr, "Error creating SIP account: %d\n", status); return -1; } // 创建 SIP 呼叫 pjsua2::CallId callId; status = createCall(acc_info.regConfig.registrarUri, &callId); if (status != PJ_SUCCESS) { fprintf(stderr, "Error creating SIP call: %d\n", status); return -1; ```